預(yù)制方樁的缺陷分析及治理(一)

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摘 要:以某實際工程為背景,介紹在用PIT進行常規(guī)的低應(yīng)變檢測和靜載荷試驗后,發(fā)現(xiàn)較高比例的樁在接頭位置都存在缺陷,結(jié)合相關(guān)資料進行綜合分析,對樁的缺陷性質(zhì)做出了正確判別;而后采用動力復(fù)位的方法,同時進一步采用PDA打樁分析儀和精密水準儀進行跟蹤監(jiān)測,由此杜絕了工程隱患。
    關(guān)鍵字:預(yù)制方樁 缺陷 波形曲線 PIT PDA 沉降
    0.引言
    近年來,預(yù)制方樁在上海地區(qū)的多層、小高層民用住宅以及工業(yè)廠房項目的基樁工程中得到了廣泛的應(yīng)用,隨之而來的,由于打樁過程中多節(jié)樁接頭的焊接質(zhì)量不好、現(xiàn)場預(yù)制而導(dǎo)致樁身混凝土強度偏低、錘擊應(yīng)力過高及土方開挖等施工因素而造成的預(yù)制方樁產(chǎn)生裂縫、斷裂甚至上下節(jié)脫離的工程質(zhì)量事故時有發(fā)生。沉樁后的基樁檢測,成為對預(yù)制方樁施工質(zhì)量的主要控制手段之一。
    本文以位于上海郊區(qū)軟弱土層上建造的一12層住宅樓為背景,介紹在用PIT(美)(Pile Integrity Tester) 樁身完整性測試儀進行低應(yīng)變檢測和靜載荷試驗后,結(jié)合沉降測量、地質(zhì)資料、施工資料等進行綜合分析,對樁的缺陷性質(zhì)做出了正確判別,并采取了動力復(fù)位的治理方法及PDA(美)(PileDriving Analyzer)打樁分析儀的高應(yīng)變法對復(fù)位效果進行評判,由此杜絕了工程隱患。
    1.工程概況
    某民用住宅工程為12層的框剪結(jié)構(gòu),基樁采用混凝土預(yù)制方樁。樁型為JZHb-235-1313B,樁端持力層為⑤-1b粉質(zhì)粘土夾砂層,單樁抗壓承載力設(shè)計值為680kN,總樁數(shù)為235根。場地地質(zhì)概況:擬建場地屬濱海平原地貌類型,樁長范圍內(nèi)各土層物理力學(xué)指標表1。
    2.工程樁檢測結(jié)果
    該工程基坑開挖1.5米左右,按設(shè)計要求對3根樁進行單樁豎向抗壓極限承載力試驗,試驗前的低應(yīng)變動測試驗發(fā)現(xiàn)其中2根的反射波曲線出現(xiàn)明顯的接樁位置缺陷,其57#和106#樁低應(yīng)變反射波曲線分別見圖1和圖2。
    表1 地基土土層分布及物理力學(xué)指標  
    層號
     土層名稱
     厚  度(m)
     比貫入阻力Ps(Mpa)
     標準貫入
    N63.5(擊)
     預(yù)制樁
    fs(kPa)
     fp(kPa)
    ②
     粉質(zhì)粘土
     0.00~2.20
     0.60
     15
    ③
     淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土
     615~8.90
     0.48
     <6m,15
    >6m,20
    ④
     淤泥質(zhì)粘土
     3.90~8.10
     0.59
     20
    ⑤1a
     粘土
     4.40~7.30
     0.80
     30
    ⑤1b
     粉質(zhì)粘土夾砂
     2.95~13.20
     1.73
     5.7
     50
     1500
    ⑤4
     粉質(zhì)粘土
     0.00~6.30
     3.37
     7.8
     65
     2000
    ⑦1
     砂質(zhì)粉土
     0.00~6.55
     8.02
     25.4
     75
     4000
    ⑦2a
     粉砂
     7.90~14.90
     14.27
     39.6
     90
     6000
    隨后的靜載試驗結(jié)果也表明此2根試驗樁的單樁極限抗壓承載力均未達到設(shè)計值,且其中1根的情況非常典型: Q-S曲線在550kN出現(xiàn)明顯向下的拐點,即660kN荷載下的沉降明顯增大,是前一級的3倍多,而在770kN后沉降收斂,曲線又開始上翹;從S-lgt曲線中也可以看到660kN荷載級明顯曲折,沉降出現(xiàn)極大值。上述現(xiàn)象非常明確的表明本試樁接樁處有明顯缺陷,上、下兩節(jié)樁脫開約15mm,在空隙壓實前的豎向極限承載力為550kN, 壓實后的豎向極限承載力可以達到1100kN。
    綜合靜載試驗和低應(yīng)變動測試驗曲線可表明,在接樁處有明顯的脫開缺陷,且由于接樁部位脫節(jié),嚴重影響其單樁承載力的向上傳遞,但其上下兩節(jié)樁的樁身完整性均良好。
    后對該工程的全部基樁進行低應(yīng)變動測試驗,檢測發(fā)現(xiàn)有34根樁在不同程度上在接樁處存在明顯的缺陷,事故的規(guī)模和性質(zhì)是顯而易見的,為了充分利用脫節(jié)的兩節(jié)樁,并彌補脫節(jié)的缺陷,使其缺陷樁的豎向承載力能正常傳遞,讓缺陷樁的單樁極限承載力基本達到設(shè)計要求,所以我們采用了錘擊技術(shù)對其進行動力復(fù)位。